Der Hauptfokus der Brennverfahrensoptimierung von Nutzfahrzeug-Motoren liegt auf der Emissionseinhaltung bei maximaler Systemeffizienz. Bei der Abstimmung des Gesamtsystems inklusive Abgasnachbehandlung spielt auch das Thermomanagement eine bedeutende Rolle. Wir haben das Know-how und die technische Ausstattung, um durch Optimierung von Aufladegruppe, Ladungsbewegung, Einspritzsystem und Brennraumgeometrie die für den jeweiligen Motor und seinen Einsatzbereich bestmögliche Konfiguration ganzheitlich abzustimmen.

Abgestimmte Toolkette

Der Entwicklungsprozess wird durch eine eng verzahnte Toolkette unterstützt. Insbesondere die Brennraumgeometrie wird durch spezielle Werkzeuge ausgelegt. Neben begleitenden Simulationsrechnungen mit unterschiedlicher Detaillierungstiefe und statistischen Versuchsansätzen nutzen wir auch Komponentenprüfstände (Einspritzprüfstand, Druckkammer, Turboladerprüfstand etc.) und unser speziell für diese Anforderungen entwickeltes offenes Prototypensteuergerät MPEC. Wir können damit flexibel auf die Anforderungen der Entwicklung reagieren und sehr schnelle Iterationsschritte initiieren. Neben Steuer- und Regelungsalgorithmen können so auch beliebige Sensoren (z.B. Ladungserfassung) und Aktoren (z.B. Injektoren, AGR-Steller) in die Funktionsarchitektur integriert und an Einzylinder- und Vollmotoren erprobt werden.

Einspritzsystem

Das Einspritzsystem ist bei IAV integraler Bestandteil der Brennverfahrensentwicklung, da es Emissionen, Kraftstoffverbrauch und Geräuschentstehung maßgeblich beeinflusst. Hier liegt unser Fokus neben der Funktionalität auf der Einspritzdüsengestaltung (Anzahl, Orientierung und Form der Löcher) sowie der gezielten Sprayverteilung durch eine Formung der Haupteinspritzung und Mehrfacheinspritzereignisse. Berücksichtigt werden auch Qualität und Zusammensetzung des Kraftstoffs. Neben der Weiterentwicklung des konventionellen Dieselverfahrens optimieren wir auch Brennverfahren für alternative Energieträger (CNG, LPG etc.) und Anwendungen (z.B. Hybrid) bis zur Serienreife.

Neben der Kraftstoffseite ist im Luftpfad das verfahrensbestimmende System zu sehen. Den aktuellen Anforderungen begegnen wir hier unter anderem mit einem hochmodernen Turboladerprüfstand und hochauflösenden 3D-Messungen des Geschwindigkeitsfeldes im Brennraum (DGV). Alle Einzelversuche werden über analytische Betrachtungen zusammengeführt und sind eng mit der Konstruktion und unserem Prototypenbau verzahnt.

Unser Kompetenzspektrum:

• Brennverfahrenskonzepte (konventionelle und alternative Anwendungen und Energieträger)
• Neue Brennverfahren (z.B. PCCI)
• Brennverfahren für alternative Energieträger (CNG, LPG etc.)
• Auslegung aller Systemkomponenten und Brennraumgeometrie
• Analytische Systembetrachtung und Simulation aller Detaillierungstiefen
• Funktionsentwicklung in Rapid-Prototyping-Umgebungen
• Analyse von neuer Sensorik / Aktuatorik in bestehenden Systemen mit Funktionseinbindung
• Analyse und Optimierung von Aufladesystemen und Ladungswechsel
• Vermessung, Analyse und Optimierung von Einspritzsystemen und Komponenten
• Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Prototypeneinspritzsystemen
• Prototypenkonstruktion und -fertigung von Motorkomponenten und Komplettmotoren

Unsere Kapazitäten:

• Simulationstools (GTSuite, StarCD, OpenFoam etc.)
• Strömungsprüfstände (DGV)
• Prototypensteuergeräte
• HiL-Prüfstände
• Turboladerprüfstand
• Hydraulikprüfstände
• Druckkammern zur optischen Einspritzsystemcharakterisierung
• Einzylinderprüfstände
• Transiente Vollmotorprüfstände